4.1.1 原电池的工作原理-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步课件（人教版）

该高中化学课件聚焦原电池的工作原理及应用，通过锌铜原电池实验探究导入，衔接化学反应与能量知识，以实验装置分析、电极反应对比、盐桥作用探究为学习支架，帮助学生构建认知脉络。 其亮点在于以实验驱动和问题链引导，融合科学探究与实践、科学思维，如通过装置对比分析盐桥作用，自我诊断辨析易错点，归纳“电子不下水”巧记法。助力学生形成物质转化与能量变化的化学观念，提升科学探究能力，也为教师提供结构化教学资源，便于高效落实核心素养。

第四章　化学反应与电能 第一节　原电池 第1课时　原电池的工作原理 学习目标 1.通过原电池实验，认识原电池构成的基本要素，并能设计简单的原电池。 2．能根据电极反应、电流方向或离子移动方向判断原电池的正极和负极。 返回导航 内 容 索 引 知识点一 1 1 知识点二 2 课堂检测 巩固落实 3 知识点一　原电池的工作原理 第一部分 5 1．实验探究：锌铜原电池的工作原理 (1)实验装置、现象和结论 自主预习 实验装置   实验现象 两电池的电流表指针均发生______，锌片__________，铜片上有__________生成 实验结论 两装置均能构成原电池，将化学能转化为电能 偏转 逐渐溶解 红色物质 返回导航 (2)原电池的工作原理 电极 负极 正极 电极材料 ______ ______ 电极反应 ____________________ ___________________ 反应类型 ______反应 ______反应 电池总反应 ____________________________________ 电子流向 由____极通过导线流向____极 离子移向 阳离子移向____极，阴离子移向____极 锌片 铜片 Zn－2e－===Zn2+ Cu2+＋2e－===Cu 氧化 还原 Zn＋Cu2+===Cu＋Zn2+ 锌 铜 正 负 返回导航 (1)盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中离子移动方向：________移向ZnSO4溶液，________移向CuSO4溶液。 (2)盐桥在原电池装置中的作用是___________________________________ __________。 (3)将化学能转化为电能更有效的是________(填“图 Ⅰ ”或“图 Ⅱ ”)，原因是图 Ⅰ 装置中_______________________________，导致部分化学能转化为热能，产生的电流强度小。 学思用 Cl－ K＋ 形成闭合回路，平衡电荷，产生 稳定电流 图Ⅱ 负极直接与CuSO4溶液接触 返回导航 2．原电池的概念及形成条件 (1)概念：将________转化为______的装置。 (2)构成条件 化学能 电能 返回导航 (1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极(　　) (2)原电池的正极一定是化学性质较不活泼的金属(　　) (3)锌铜原电池中电子由锌电极经过电解质溶液流向铜电极(　　) (4)原电池工作时，正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应(　　) (5)原电池工作时，电解质溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动(　　) (6)一般来说，带有盐桥的原电池比不带盐桥的原电池效率高(　　) 自我诊断 × × × × × √ 返回导航 原电池的工作原理 归纳总结 [巧记]　“电子不下水，离子不上岸，正极电势比负极电势高”。 返回导航 1．(2026·抚顺高二期末)现代生活离不开方便实用的化学电源，下列装置能产生电流的是(　　) 对点演练 C 返回导航 2．(2026·乐山高二期末)用铜片、银片设计成如右图所示的一个原电池，其中盐桥里装有含KNO3饱和溶液的琼脂。下列说法正确的是(　　) A.外电路中电子由铜片流向银片 B．盐桥中的K＋向甲烧杯移动 C．银片上发生的反应是Ag－e－===Ag＋ D．电路中每转移2 mol电子，正极增重108 g A 返回导航 解析：该原电池中，铜片为负极，失去电子，电极反应式为Cu－2e－=== Cu2+；银片为正极，得到电子，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag。电子通过外电路由负极流向正极，故外电路中电子由铜片流向银片，A项正确； 原电池中阳离子向正极移动，故盐桥中的K＋向乙烧杯移动，B项错误； 银片为正极，得到电子，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，C项错误； 电路中每转移2 mol电子，生成2 mol Ag，正极增重216 g，D项错误。 返回导航 A．该装置可选用装有含KNO3饱和溶 液的琼脂的盐桥 B．外电路中电流从Ag电极流向石墨电极 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲烧杯中溶入Fe2(SO4)3固体，石墨电极为负极 3．某小组同学采用以下电化学装置验证“Ag＋＋Fe2+⥫⥬Fe3+＋Ag”是可逆反应。实验开始前向甲烧杯中加入FeSO4溶液，向乙烧杯中加入AgNO3溶液。下列说法不正确的是(　　) D 返回导航 解析：KNO3饱和溶液与甲、乙烧杯中的溶液都不反应，可选用装有含KNO3饱和溶液的琼脂的盐桥，故A正确； 开始时，反应正向进行，根据题图，Ag电极为正极，石墨电极为负极，外电路中电流从Ag电极流向石墨电极，故B正确； 当反应达到平衡时，正逆反应速率相等，电流计读数为零，故C正确； 电流计读数为零后，在甲烧杯中溶入Fe2(SO4)3固体，反应逆向进行，石墨电极为正极，故D错误。 返回导航 知识点二　原电池原理的应用 第二部分 17 1．增大反应速率 自主预习 原理 实例 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减小，反应速率增大 实验室制H2时，粗锌与稀硫酸反应比纯锌快；向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，也能增大反应速率 返回导航 2.比较金属的活动性强弱   原理 实例 一般原电池中，活泼金属为负极，发生氧化反应，较不活泼金属为正极，发生还原反应 两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a极是负极，b极是正极，由原电池原理可知，金属活动性：a＞b 返回导航 3.设计原电池 普通原电池的设计思路：“两极一液一回路” 返回导航 (1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池(　　) (2)两种金属分别作为原电池的两极时，一般作为负极的金属比作为正极的金属活泼(　　) (3)一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率大(　　) (4)将Mg和Al用导线连接后插入NaOH溶液中，Al不断溶解，说明金属活动性：Mg＜Al(　　) 自我诊断 × √ √ × × 返回导航 名师点睛 返回导航 1．(2026·苏州高二月考)100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为增大反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是(　　) A．加入适量CuCl2溶液 B．加入适量6 mol·L-1的盐酸 C．加入适量蒸馏水 D．加入适量NaCl溶液 对点演练 A 返回导航 解析：A项，加入适量CuCl2溶液，被还原的铜与锌、盐酸构成锌铜原电池，能增大反应速率，又不影响生成氢气的量； B项，加入适量6 mol·L-1的盐酸，增加了盐酸的量，生成氢气的量增加； C项，加入适量蒸馏水，反应速率减小； D项，加入适量NaCl溶液，反应速率减小。 返回导航 2．A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验，下列说法正确的是(　　) 装置 现象 A不断溶解 C的质量增加 A有气体产生 A.装置甲溶液中的阴离子移向B极 B．装置乙中C极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2+ C．装置丙中电流方向为A→导线→D→电解质溶液→A D．四种金属活动性由强到弱的顺序是B＞A＞D＞C C 返回导航 解析：装置甲中，A不断溶解，说明A极为原电池的负极，B极为原电池的正极，在电解质溶液中，阴离子移向负极，A错误。 装置乙中，C的质量增加，说明C极为原电池的正极，发生得到电子的还原反应，电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，B错误。 装置丙中，A有气体产生，说明A极为原电池的正极，D极为原电池的负极，电流由正极经导线流向负极，因此电流方向为A→导线→D→电解质溶液→A，C正确。 返回导航 在原电池装置中，一般负极金属活动性强于正极金属，根据装置甲中的现象可知，金属活动性：A＞B；根据装置乙中的现象可知，金属活动性：B＞C；根据装置丙中的现象可知，金属活动性：D＞A；因此四种金属活动性由强到弱的顺序是D＞A＞B＞C，D错误。 返回导航 3．设计原电池装置证明Fe3+的氧化性比Cu2+的强。 (1)写出能说明Fe3+的氧化性比Cu2+的强的离子方程式：_____________________________。 (2)若要将上述反应设计成原电池，分别写出两极的电极反应式。 ①负极：_____________________。 ②正极：_________________________。 2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+ Cu－2e－===Cu2+ 2Fe3+＋2e－===2Fe2+ 返回导航 (3)画出装置图，指出电极材料和电解质溶液： ①不含盐桥 ②含盐桥     答案： (答案合理即可) 返回导航 第三部分 课堂检测 巩固落实 1．下列关于原电池的叙述正确的是(　　) A．构成原电池的两极必须是两种不同的金属 B．原电池是将化学能转化为电能的装置 C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出 D．原电池的正极反应物是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原 B 返回导航 A 返回导航 解析：该装置为原电池，将化学能转化为电能，A正确； 锌电极上锌失去电子发生氧化反应，为负极，B错误； 铜电极上Cu2+得到电子发生还原反应，为正极，电极反应式为Cu2+＋2e－===Cu，故电池工作一段时间后铜电极质量增加，D错误。 返回导航 3．某原电池反应为Cu＋2Ag＋===Cu2+＋2Ag。下列该原电池的组成物质中正确的是(　　) 选项 A B C D 正极 Cu Cu Ag Ag 负极 Ag Ag Cu Cu 电解质溶液 AgNO3溶液 AgCl溶液 AgNO3溶液 AgCl溶液 C 返回导航 解析：由原电池反应Cu＋2Ag＋===Cu2+＋2Ag可知，该原电池的负极为Cu，电极反应式为Cu－2e－===Cu2+，正极上溶液中的Ag＋得到电子被还原为Ag单质，电解质溶液是可溶性银盐(如AgNO3)溶液，正极的电极材料可以是活动性比Cu弱的金属Ag或石墨等惰性电极。 返回导航 4．向盛有等质量的两份锌粉的a、b试管中分别加入过量的稀硫酸，同时向a试管中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如下图所示。下列图像正确的是(　　) A 返回导航 解析：锌粉与稀硫酸发生反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，若向a试管中加入少量的CuSO4溶液，则发生反应Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附着在Zn上，构成无数微小的Zn­Cu原电池，增大了反应速率，所以加入CuSO4溶液的a试管中反应速率更大，先反应完，但因Cu2+消耗了一定量的Zn，生成H2的体积要小于b试管。 返回导航 5．某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，甲、乙两位同学均使用镁片和铝片作为电极，但甲同学将电极放入6 mol·L-1的H2SO4溶液中(如图1)，乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中(如图2)。 返回导航 (1)写出图1所示装置中有关的电极反应式。 负极：___________________________________。 正极：___________________________________。 (2)图2所示装置中负极为________，正极发生________反应，总反应的离子方程式为________________________________________。 Mg－2e－===Mg2+ 2H＋＋2e－===H2↑ 铝片 还原 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 返回导航 (3)如果甲、乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲同学会判断出________(填元素符号，下同)的活动性更强，而乙同学会判断出________的活动性更强。 Mg Al 返回导航 (4)由此实验得到的结论是________(填字母)。 A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液 B．镁的金属活动性不一定比铝的强 C．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值 D．该实验说明化学研究对象复杂，反应条件多变，应具体问题具体分析 (5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序直接判断原电池中正、负极”的做法__________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一种判断原电池正、负极可行的实验方案：______________________ ________________________________________________________。 AD 不可靠 在两电极之间连上一个电流表测电流方向，判断原电池的正、负极(答案合理即可) 返回导航 $